Den första metallutskrivande 3D-skrivaren som ska användas i rymden är på väg till den internationella rymdstationen. Leveransuppdraget Cygnus NG-20, som bär skrivaren på 180 kg, lanserades på tisdagen och ska anlända till ISS idag. Astronaut Andreas Mogensen ska installera en skrivare som Airbus har utvecklat speciellt för ESA.
Efter installationen kommer enheten att övervakas och spåras med Jorden. Polymerbaserade 3D-skrivare har använts på ISS tidigare, men 3D-utskrift av metaller i omloppsbana sägs vara en mycket mer utmanande uppgift. Enheten kommer att fungera med en typ av rostfritt stål som ofta används i vattenrening och medicinska implantat eftersom den motstår korrosion väl.
Efter att den rostfria ståltråden har tryckts in i utskriftszonen smälter skrivaren den med en laser som är ungefär en miljon gånger kraftfullare än en laserpekare. Därefter skickar skrivaren den smälta metallen för utskrift.
Metallens smältpunkt är runt 1400°C och skrivaren arbetar i en helt förseglad låda. Innan den kan fungera behöver den ta ut syret ut i rymden och ersätta det med kväve. Annars kommer den smälta metallen att oxidera. Med tanke på de högre temperaturerna än en 3D-skrivare för plast (som värms upp till 200°C), "är det nödvändigt att säkerställa säkerheten för besättningen och själva stationen, samtidigt som underhållskapaciteten också är mycket begränsad", säger ESA. "Om den lyckas kommer metallens styrka, ledningsförmåga och styvhet att lyfta potentialen för rymd-3D-utskrift till nya höjder."
Fyra provtryck är planerade. Skrivaren kommer att skriva ut samma prover som tidigare skapades på jorden. Experter kommer att jämföra de två versionerna för att hjälpa forskare att förstå hur kvaliteten och prestandan för utskrift i rymden skiljer sig åt. Även om varje del kommer att väga mindre än 250 g och vara mindre än en läskburk, kommer skrivaren att lägga två till fyra veckor på att skapa var och en. Enheten fungerar inte mer än fyra timmar om dagen, eftersom dess fläktar och motor är ganska högljudda och ISS har strikta bullerregler.
Om experimentet blir framgångsrikt skulle det bana väg för astronauter och rymdorganisationer att kunna skriva ut de verktyg eller delar de behöver utan att behöva skicka dem med återförsörjningsuppdrag. 3D-utskrift av metalldelar kan också hjälpa till vid konstruktionen av basen på månader använda återvunnet material eller transformerad regolit. I framtiden kan detta vara användbart för uppdrag till Mars.
Läs också: